第 - 1 - 页 共 7 页 中考化学专题三 金属和金属材料 [考点梳理] 考点一、金属材料 (一)、纯金属材料:纯金属(90 多种)
黑色金属:通常指铁、锰、铬及它们的合金。 纯金属 有色金属:通常是指除黑色金属以外的其他金属。
重金属:如铜、锌、铅等有色金属 轻金属:如钠、镁、铝等 (二)、合金(几千种):由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属与非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。
1. 金属材料包括纯金属和合金两类。金属属于金属材料,但金属材料不一定是纯金属, 也可能是合金。
2. 合金可能是金属与金属组成,也可能是金属与非金属组成。金属材料中使用比较广 泛的是合金。 合金的优点:(1)熔点高、密度小;(2)可塑性好、易于加工、机械性能好; (3) 抗腐蚀性能好;
合 金 铁的合金 铜合金 焊锡 钛和钛合 金 形状记忆 金属 生铁 钢 黄铜 青铜:
成 分 含碳量 2%~4.3% 含碳量 0.03%~2% 铜锌 合金 铜锡 合金 铅锡 合金 钛镍合金
备 注 不锈钢:含铬、镍的钢 具有抗腐蚀性能 紫铜为纯铜 熔点 低
下面是黄铜和铜片,焊锡和锡,铝合金和铝线的有关性质比较: 第 - 2 - 页 共 7 页
性质比较 铜 锡 铝 黄铜 铜 焊锡 锡 铝合金 铝
光泽与颜色 黄 色 有光泽 紫红色有光泽 深 灰 色 金属光泽 银白色有光泽 银白色有光泽 银白色有光泽
硬度 比铜大 坚韧 硬度大 质软 坚硬 质软 熔点 比铜低 较高 比锡低 较低 比铝低 较高
钛和钛合金:被认为是 21 世纪的重要金属材料,钛合金与人体有很好的“相容性”,因此可用来制造人造骨等。钛合金的优点:① 熔点高、密度小;② 可塑性好、易于加工、机械性能好;③ 抗腐蚀性能好 钛镍合金具有“记忆”能力,可记住某个特定温度下的形状,只要复回这个温度, 就会恢复到这个温度下的形状,又被称为“记忆金属”。此外,钛还可制取超导材料,美国生产的超导材料中的 90%是用钛铌合金制造的。
3. 注意:(1)合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。 (2) 合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金更容易适于不同的用 途。 (3) 日常使用的金属材料,大多数为合金。 (4) 金属在熔合了其它金属和非金属后,不仅组成上发生了变化,其内部组 成结构也发生了改变,从而引起性质的变化。 4. 2.合金的形成条件:其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点(当两种金属形成合金时)。
5. 青铜是人类历史上使用最早的合金;生铁和钢是人类利用最广泛的合金. 6. 合金都属于混合物。
考点 2 金属的物理性质 (1) 常温下一般为固态(汞为液态),有金属光泽。 (2) 大多数呈银白色(铜为紫红色,金为黄色) (3) 有良好的导热性、导电性、延展性 (4) 密度和硬度较大,熔沸点较高。 注:金属的物理性质是只所有金属都有的共同性质,而不是指某一金属的特有性质。 第 - 3 - 页 共 7 页
考点 3 金属之最 (1)铝:地壳中含量最多的金属元素 (2)钙:人体中含量最多的金属元素 (3) 铁:目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜) (4) 银:导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝) (5) 铬:硬度最高的金属 (6)钨:熔点最高的金属 (7)汞:熔点最低的金属 (8)锇:密度最大的金属 (9) 锂 :密度最小的金属
考点 4 金属与氧气的反应 金属 条件 反应方程式 现象
Mg 常温下(在空气中 2Mg+O2 =2MgO 银白色镁条在空气中表面逐渐变暗,生成白色固体。 点燃时(在空气中或在氧气中) 点燃 2Mg+O2 ======2MgO 剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成一种白色固体。 Al 常温下(在空气中) 4Al+3O2 =2Al2O3 银白色的表面逐渐变暗,生成一层致密的薄膜。 点燃时(在氧气中) 点燃 4Al+3O2 ====2Al2O3 剧烈燃烧,放出大量的热和耀眼的白光,
生成白色固体。 Fe 常温下,干燥的空气 常温下,在潮湿的空气中 铁与空气中的氧气和水共同作用下会生成暗红色疏松的物质——铁锈(Fe2O3·H2O) 在氧气中点燃 点燃 3Fe+2O2 ======Fe3O4 剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生
成一种黑色固体。 Cu 常温下,干燥的空气 加热时 △ 2Cu+O2 =====2CuO 铜丝表面逐渐变为黑色
在潮湿的空气中 2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3 铜表面生成一层绿色物质 Au、Ag 即使在高温下也不与氧气反应“真金不怕火炼”。 结论:大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同。Mg、Al 等在常温下就能与氧气反应;Fe、Cu 等在常温下几乎不能单独与氧气反应,但在点燃或加热的情况下可以发生反应;Au、Ag 等在高温时也不与氧气反应。 第 - 4 - 页 共 7 页
考点 5 金属与酸的反应 金属 现象 反应的化学方程式
稀盐酸 稀硫酸 稀盐酸 稀硫酸 镁 剧烈反应,产生大量气泡,溶液仍为无色, 试管壁发热,生成的气体能够燃烧并且产 生淡蓝色火焰。 Mg+2HCl =MgCl2+H2 Mg+H2SO4=MgSO4+H2
锌 反应比较剧烈,产生大量气泡,溶液仍为无色,试管壁发热,生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。 Zn+2HCl =ZnCl2+H2 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 铁 反应缓慢,有气泡产生,溶液由无色逐渐变为浅绿色,生成气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。 Fe+2HCl =FeCl2+H2 Fe+H2SO4 =FeSO4+H2 铜 不反应 结论:Mg、Zn、Fe 的金属活动性比铜强,它们能置换出稀硫酸或稀盐酸中的氢。
考点 6 属与化合物溶液的反应 实验操作 现象 反应的化学方程式 质量变化 应用 铁丝浸入硫酸铜溶液中 浸入溶液的铁钉表面覆盖一层紫红色的物质,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 Fe+CuSO4= Cu+FeSO4 金属质量增加, 溶液质量减少 不能用铁制 品放硫酸铜 溶液(或农 药波尔多液)
铝丝浸入硫酸铜溶液中 浸入溶液的铝丝表面覆盖一层紫红色的物质,溶液 由蓝色逐渐变为无色 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu 金属质量增加,溶液质量减少
铜丝浸入硝酸银溶液中 浸入溶液的铜丝表面覆盖一层银白色的物质,溶液 由无色逐渐变为蓝色 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 金属质量增加,溶液质量减少
铜丝浸入硫 酸铝溶液中 结论:1.以上四种金属的活动性由强到弱的顺序为:Al>Fe>Cu>Ag 2.活泼性强的金属能把活泼性弱的金属从其化合物溶液中置换出来。 注意:1.此类反应一定在溶液中进行,不溶于水的化合物一般不与金属反应。 2. K、Ca、Na 活动性非常强,但不能用它们置换化合物中的金属,因为它们能同溶液中的水 剧烈反应。
考点 7 置换反应 置换反应:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与化合物的反应叫做置换反应。 考点 8 金属活动性顺序 四、常见金属活动性顺序: 第 - 5 - 页 共 7 页
1、常见金属的活动性顺序: K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性由强逐渐减弱 2、意义:①H 代表酸中的氢元素;②金属的位置越靠前,它的活动性就越强;③在 金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢(不可用浓硫酸、硝酸);④位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。(除 K、Ca、Na) 3、应用:①用于判断金属是否与酸发生置换反应;②用于判断金属与酸发生化学反 应的剧烈程度;③用于判断金属与盐能否发生置换反应。 注意: 1、金属与盐的反应必须在“盐溶液”中进行,否则不能反应,如:Cu 可以与 AgNO3 溶液反应置换出 Ag,但不能与 AgCl 反应。 2、也可根据反应是否发生及反应剧烈程度来判断金属的活动性强弱。 3、K、Ca、Na 三种金属的活动性太强,除与酸反应外,还能与水在常温下发生置换反应 (如 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑),其余金属则不能
考点 9 矿石 1. 金属资源的存在方式:地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中,大多数金属化合物性质较活泼,所以它们以化合物的形式存在;只有少数金属化学性质很不活泼,如金、银等以单质形式存在。 2. 矿石:工业上把能提炼金属的矿物叫矿石。 3. 常见矿石名称与其主要成分: 名称 赤铁矿 黄铁矿 菱铁矿 磁铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿 主要成分 Fe2O3 FeS2 FeCO3 Fe3O4 Al2O3 CuFeS 2 Cu2S 第 - 6 - 页 共 7 页
考点 10 一氧化碳还原氧化铁 1、炼铁的基本原理是:在高温条件下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从 铁矿石里还原出来。3CO + Fe2O3 高温2Fe + 3CO2 2、炼铁的原料:铁矿石[常见的铁矿石有磁铁矿(主要成分是 Fe3O4)和赤铁矿 (主要成分是 Fe2O3)]、焦炭、石灰石和空气,主要设备是高炉。
(1) 仪器:铁架台(2 个)、硬质玻璃管、单孔橡皮赛(2 个)、酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡皮赛、导气管。 (2) 药品:氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体 (3) 装置图:
(4) 步骤:①检验装置的气密性;②装入药品并固定;③向玻璃管内通入一氧化碳气体;④给氧化铁加热; ⑤停止加热;⑥停止通入一氧化碳。 (5) 现象:红色粉末逐渐变成黑色,澄清石灰水变浑浊,尾气燃烧产生蓝色火焰。 高温 点燃 (6)化学方程式:3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2 2CO+O2=====2CO2 Ca(OH)
2+CO2=CaCO3↓+H2O (7) 注意事项:与 CO 还原氧化铜的实验操作顺序一样,即先通入 CO 再加热,实验完 毕,停止加热,继续通入 CO 至试管冷却。 ②、实验主要现象:红色粉末变为黑色时,澄清的石灰水变浑浊,尾气点燃产生淡蓝色火焰。 ③实验注意事项:先能后点,先撤后停。
(8) 尾气处理:因 CO 有毒,不能随意排放在空气中,处理的原则是将 CO 燃烧掉转化